Autor učinka staklenika. Mehanizam i posljedice učinka staklenika

Suvremena civilizacija ima snažan utjecaj na prirodu. U pravilu, negativno. Krčenje šuma,

Povijesna pozadina

Usput, tko je bio autor učinka staklenika (to jest, oni koji su otkrili taj fenomen)? Tko je prvi opisao proces i ispričao o svojem utjecaju na okoliš? Slična se zamisao pojavila u udaljenom 1827. Autor znanstvenog članka bio je Joseph Fourier. U svom radu opisao je mehanizme formiranja klime na našem planetu.

Neobična priroda tog djela za to vrijeme bila je da Fourier smatra temperaturu i klimatske značajke različitih pojaseva na Zemlji. To je tko je bio autor efekta staklenika, koji je bio prvi koji objašnjava iskustvo Saussurea.

Saussureov eksperiment

Da bi bio uvjeren u svoje zaključke, znanstvenik je iskoristio iskustvo M. de Saussurea, koji koristi čašicu prekrivenu unutarnjom posudom, čiji je vrat prekriven staklom. De Saussure postavio je eksperiment, tijekom kojeg je stalno izmjerio temperaturu unutar i izvan staklenke. Naravno, to se stalno povećalo u unutarnjem volumenu. Prvo Fourier mogao objasniti ovaj fenomen je kombinirano djelovanje dvaju faktora: blokiranje prijenosa topline i zidovima različitih propusnosti posude za zrake svjetlosti različitih valnih duljina.

Njegov mehanizam je vrlo jednostavan: kada se temperatura površine povećava, vidljiva svjetlost se apsorbira, toplina počinje zračiti. Budući da materijal savršeno prolazi vidljivim svjetlom, ali praktički ne provodi toplinu, potonji se akumulira u unutarnjem volumenu posude. Kao što vidite, mehanizam učinka staklenika lako može opravdati svaka osoba koja je studirala standardni tečaj fizike u školi. Fenomen je prilično jednostavan, ali koliko nevolja donosi na naš planet!

Pojava pojma

Vrijedno je znati da je Joseph Fourier autor učinka staklenika u smislu svog početnog opisa u literaturi. Ali tko je izumio taj pojam? Nažalost, sigurno nećemo dobiti odgovor na ovo pitanje. U kasnijoj literaturi, fenomen, koji je otkrio Fourier, dobio je svoje moderno ime. Danas, svaki ekolog zna pojam "efekt staklenika".

Ali glavno otkriće Fouriera bio je dokaz stvarnog identiteta Zemljine atmosfere i običnog stakla. Jednostavno rečeno, atmosfera našeg planeta je savršeno propusna za vidljiva zračenja svjetla, ali ne prolazi dobro u infracrvenom području. Nakon što je nakupila toplinu, Zemlja praktički ne odustaje. To je bio autor efekta staklenika. Ali zašto se taj efekt javlja?

Da, opisali smo primitivni mehanizam njezina izgleda, ali suvremena znanost mogla je dokazati da se u normalnim uvjetima IR zrake mogu slobodno protezati izvan planetarne atmosfere. Kako se događa da prirodni mehanizmi prilagodbe "sezone grijanja" ne uspiju?

razlozi

Općenito smo ih opisali dovoljno detaljno na samom početku našeg članka. Pojava ovog fenomena olakšava sljedeće čimbenike:

• Kontinuirano i prekomjerno paljenje fosilnih goriva.
• Svake godine sve više i više količina industrijskih plinova ulazi u atmosferu planeta.
• Šume se stalno snižavaju, njihova područja se smanjuju zbog požara i degradacije sloja tla.
• Anaerobna fermentacija, oslobađanje metana s dna oceana.

Trebali biste znati da su glavni "krivci", koji aktiviraju mehanizam učinka staklenika, pet plinova:

• Dvovalentni ugljični monoksid, također je ugljični dioksid. Učinak staklenika od 50% na njegov je trošak.
• Spojevi ugljika klora i fluora (25%).
• Dušikov dioksid (8%). Toksični plin, tipično otpad slabo opremljenih kemijskih i metalurških industrija.
• Osnovni ozon (7%). Unatoč svojoj ključnoj ulozi u zaštiti Zemlje od prekomjernog ultraljubičastog zračenja, može doprinijeti zadržavanju topline na svojoj površini.
• Oko 10% metana.

Odakle dolaze ti plinovi? Koji je njihov učinak?

- Ugljični dioksid. U velikim količinama dolazi u atmosferu kad osoba gori fosilna goriva. Oko trećine svoje višak (iznad prirodnog) razina je zbog činjenice da osoba intenzivno uništava šume. Ista se funkcija provodi stalno ubrzavanjem procesa dezertifikacije plodnih zemljišta.

Sve to znači smanjenje količine vegetacije koja učinkovito apsorbira ugljični dioksid, koji na mnogo načina stimulira efekt staklenika. Uzroka i posljedice ovog fenomena su povezani: volumen svake izbacuje u atmosferi ugljičnog dioksida dvovalentni raste približno 0,5%, koji stimulira obje daljnje nakupljanje viška topline i razgradnje procesima vegetacije na površini.

- Klorofluorougljici. Kao što smo već rekli, ovi spojevi daju efekt staklenika od 25%. Razlozi i posljedice ovog fenomena već dugo su proučavani. U atmosferi se pojavljuju zbog industrijske proizvodnje, osobito zastarjelih. Opasne i otrovne rashladne tvari sadrže ove tvari u ogromnim količinama, a mjere za sprječavanje njihovog propuštanja jasno ne daju očekivani rezultat. Posljedice njihova pojavljivanja su još strašnije:

• Prvo, oni su izuzetno toksični za ljude i životinje, a za floru, susjedstvo s fluoridima i spojevima klora nije vrlo korisno.
• Drugo, ove tvari mogu znatno ubrzati razvoj učinka staklenika.
• Treće, oni uništavaju ozonski omotač, koji štiti naš planet od agresivnog ultraljubičastog zračenja.

- Metan.Jedan od najvažnijih plinova, čiji povišeni sadržaj u atmosferi podrazumijeva pojam "efekt staklenika". Moramo znati da je u samo sto godina njegov volumen u atmosferi planeta udvostručen. U principu, najveći dio toga dolazi iz prirodnih izvora:

• Rice polja u Aziji.
• Kompleks stoke.
• Sustavi za čišćenje domaće kanalizacije velikih naselja.
• Pri propadanju i raspadanju organske tvari u dubinama bogova, na odlagalištima.

Postoje izvještaji o tome da emisije velikih količina metana potječu iz dubina svjetskog oceana. Možda se ovaj fenomen objašnjava vitalnom aktivnošću velikih bakterijskih kolonija, za koje je metan glavni nusproizvod metabolizma.

Potrebno je posebice naglasiti "doprinos" razvoju učinka staklenika od strane naftnih poduzeća: znatna količina tog plina emitira se u atmosferu kao nusproizvod. Osim toga, sve veći film naftnih produkata na površini Svjetskog oceana također pridonosi ubrzanom razlaganju organske tvari koja je praćena emisijama metana.

- Dušikov oksid. U velikim količinama nastaje tijekom mnogih kemijskih produkcija. Opasan je ne samo najaktivnije sudjelovanje u mehanizmu staklenika. Stvar je u tome što se u kombinaciji s atmosferskom vodom ova tvar stvara najzgodnija dušična kiselina, čak iu slaboj koncentraciji. Odavde je sve poteklo kiselih kiša, koji imaju vrlo negativan utjecaj na zdravlje ljudi.

Teorijski scenariji globalnih klimatskih perturbacija

Dakle, koje su globalne posljedice učinka staklenika? Teško je to reći o ovome sigurno, budući da su znanstvenici daleko od nedvosmislenog zaključka. Trenutačno postoji nekoliko scenarija odjednom. Razviti računalne modele uzimaju se u obzir mnogi različiti čimbenici koji mogu ubrzati ili usporiti razvoj učinka staklenika. Pogledajmo katalizatore tog procesa:

• Izolacija gore opisanih plinova kao rezultat čovjekove tehnozne aktivnosti.
• Emisija CO₂ zbog termičke razgradnje prirodnih ugljikovodika. Zanimljivo je znati da kora našeg planeta sadrži ugljični dioksid u 50.000 puta više nego u zračnom prostoru. Naravno, ovo je kemijski vezan ugljični monoksid.
• Budući da su glavni učinci učinka staklenika povećanje temperature vode i zraka na površini planeta, isparavanje vlage s površine mora i oceana povećava se. Kao posljedica toga, propusnost atmosfere za infracrveno zračenje je još gore.
• U oceanima sadrži oko 140 bilijuna dolara tona ugljičnog dioksida, koji kada je temperatura vode počinje brzo pobjegne u atmosferu, doprinosi staklenik više dinamički proces.
• Padajuća refleksija planeta, što dovodi do ubrzane akumulacije topline u atmosferi. To olakšava taljenje ledenjaka i pustinjska zemlja.

Koji čimbenici usporavaju razvoj učinka staklenika?

Pretpostavlja se da glavna topla struja - zaljevski tok - neprestano usporava. U budućnosti to će uzrokovati značajan pad temperature, što će usporiti učinak akumulacije stakleničkih plinova. Osim toga, za svaki stupanj općeg zagrijavanja, područje pokrivanja oblaka preko cijelog teritorija planeta povećava se za približno 0,5%, što pridonosi značajnom smanjenju količine topline koju Zemlja prima s prostora.

Napomena: bit efekta staklenika je povećanje ukupne temperature površine zemlje. Naravno, u tome nema ničeg dobrog, ali upravo ti čimbenici često pridonose ublažavanju posljedica ovog fenomena. U načelu, to je razlog zašto mnogi znanstvenici vjeruju da je sama tema globalnog zatopljenja pripadao kategoriji potpuno prirodnih pojava koje su se redovito događale tijekom povijesti Zemlje.

Što je veća volatilnost, više godišnje padaline postaje. To uzrokuje obnovu močvara i ubrzani rast flore koji je odgovoran za odlaganje suvišnog ugljičnog dioksida u atmosferi planeta. Također se pretpostavlja da će povećana količina padalina u budućnosti doprinijeti značajnom širenju područja plitkih tropskih mora.

Koralji, koji žive u njima, najvažniji su ugljični dioksid. Budući da je kemijski vezana, ona ide izgraditi svoj kostur. Konačno, ako čovječanstvo malo smanji stopu krčenja šuma, tada će se njihovo područje vrlo brzo oporaviti jer isti ugljični dioksid predstavlja izvrstan stimulans za širenje biljaka. Dakle, koje su moguće posljedice učinka staklenika?

Glavni scenariji budućnosti našeg planeta

U prvom slučaju, znanstvenici sugeriraju da će globalno zatopljenje biti dovoljno polagano. I ta stajališta ima mnogo pristalica. Vjeruju da je svjetski ocean, koji je ogromni akumulator energije, moći dugo vremena apsorbirati višak topline. Možda neće biti tisućljeća prije nego što klima na planetu doista mijenja radikalno.

S druge strane, druga skupina znanstvenika podržava relativno brzu verziju katastrofalnih promjena. Ovaj problem efekta staklenika sada je vrlo popularan, raspravlja se na gotovo svim znanstvenim kongresima. Nažalost, postoji dovoljno dokaza za tu teoriju. Vjeruje se da je proteklih stotina godina koncentracija ugljičnog dioksida povećana za najmanje 20-24%, a količina metana u atmosferi potpuno je povećana za 100%. U najepesimističnom scenariju, vjeruje se da temperatura planeta do kraja ovog stoljeća može porasti do rekordnih 6,4 ° C.

Dakle, u ovom slučaju, efekt staklenika u Zemljinoj atmosferi jednostavno će uzrokovati smrtonosne probleme za sve stanovnike obalnih područja.

Oštar porast razine Svjetskog oceana

Činjenica je da takve temperaturne anomalije su ispunjene iznimno oštrim i gotovo nepredvidivim porastom razine svjetskog oceana. Na primjer, od 1995. do 2005. godine. ta je brojka bila 4 cm, iako su se znanstvenici međusobno izmjenjivali, rekavši da ne bismo trebali čekati da se podigne iznad nekoliko centimetara. Ako sve nastavi istim tempom, do kraja 21. stoljeća razina Svjetskog oceana bit će najmanje 88-100 cm iznad trenutne norme. U međuvremenu, oko 100 milijuna ljudi na našoj planeti živi samo na oko 87-88 cm iznad razine mora.

Smanjenje reflektivnosti površine planeta

Kada smo pisali o tome što efekta staklenika, članak u više navrata spomenuo da potiče daljnje smanjenje refleksija od površine Zemlje, čemu pridonosi i krčenja šuma i pustinja.

Mnogi istraživači sugeriraju da je ledena kapa na polovima može smanjiti ukupnu temperaturu planeta najmanje dva stupnja, a led koji pokriva površinu polarnog vode snažno inhibira proces izbacivanja u atmosferu ugljičnog dioksida i metana. Nadalje, u području polarnih kapa obično imaju vodene pare koja uvelike potiče globalno efekt staklenika.

Sve je to tako će utjecati na globalnu ciklus vode koja tornado frekvenciju, monstruoznu u svojoj razornoj sili uragani i tornada će se povećati za nekoliko puta, što je gotovo nemoguće za ljude koji žive čak iu onim područjima koja su vrlo udaljena od obale oceana. Nažalost, prijenos vode će dovesti do suprotnog fenomena. Danas, suše su problem 10% svijeta, au budućnosti je broj takvih područja i može se odmah popeti na 35-40%. To je tužno izglede za čovječanstvo.

Za našu zemlju, prognoza u ovom slučaju je mnogo povoljnija. Klimatolozi vjeruju da će većina područja Rusije biti vrlo prikladna za normalno uzgoj, klima će postati puno mekša. Naravno, većina obalnih područja (i imamo puno njih) jednostavno će poplaviti.

Treći scenarij pretpostavlja da kratko razdoblje porasta temperature će se promijeniti globalno hlađenje. Već smo razgovarali o usporavanja Golfske struje, posljedice. Zamislite da je toplo vrijeme punog ostanovitsyahellip- Naravno, prije nego što su događaji opisani u filmu „Dan poslije sutra”, neće doći, ali svijet će zasigurno postati mnogo hladnije. Ne za dugo, no.

Neki matematičari u skladu s teorijom (simulirani, naravno) da je efekt staklenika na Zemlji će dovesti do činjenice da je 20-30 godina klima u Europi nije postao topliji nego u našoj zemlji. Oni također ukazuju na to da će zatopljenje nastaviti i nakon toga, čiji je scenarij opisan u drugoj varijanti.

zaključak

Što god bilo, ali dobro u prognozama znanstvenika nije toliko. Ostaje samo nadati se da je naš planet složeniji i savršeniji nego što zamislimo. Možda će biti moguće izbjeći takve žalosne posljedice.